Il y a eu un tourbillon de commentaires ces derniers temps, spéculant que l'accélération de l'univers en expansion pourrait ne pas être réelle après tout.

Il fait suite à la publication ce mois-ci d'un nouveau regard sur les supernovae dans notre univers, ce qui, selon les chercheurs, ne donne qu'une "détection marginale" de l'accélération de l'univers.

Cela semble être un gros problème, car le prix Nobel 2011 a été décerné aux dirigeants de deux équipes qui ont utilisé des supernovae pour découvrir que l'expansion de l'univers s'accélère.

Mais je n'ai jamais vu une telle tempête dans une tasse de thé. La nouvelle analyse, Publié dans Rapports scientifiques , change à peine le résultat original, mais lui donne une tournure différente (et à mon avis trompeuse).

Alors pourquoi ce nouvel article prétend-il que la détection de l'accélération est « marginale » ?

Bien, il est marginal si vous n'utilisez qu'un seul ensemble de données. Après tout, la plupart des grandes découvertes sont d'abord marginales. S'ils étaient plus évidents, ils auraient été découverts plus tôt.

La preuve, jusque là

Les données de supernova à elles seules pourraient, à seulement un léger étirement, être cohérent avec un univers qui n'accélère ni ne décélère. Cela est connu depuis la découverte originale, et n'est pas contesté.

Mais si vous ajoutez également une information supplémentaire - par exemple, que la matière existe - alors il n'y a rien de marginal là-dedans. Une nouvelle physique est clairement nécessaire.

En réalité, si l'univers n'accélérait ou ne décélérait pas du tout, qui est une ancienne proposition revisitée dans ce nouvel article, une nouvelle physique serait encore nécessaire.

De nos jours, le point important est que si vous prenez toutes les données de supernova et les jetez à la poubelle, nous avons encore de nombreuses preuves que l'expansion de l'univers s'accélère.

Par exemple, en Australie, nous avons réalisé un projet appelé WiggleZ, qui sur cinq ans a fait un relevé des positions de près d'un quart de million de galaxies.

Le motif des galaxies n'est pas réellement aléatoire, nous avons donc utilisé ce modèle pour poser efficacement du papier quadrillé sur l'univers et mesurer comment sa taille change avec le temps.

L'utilisation de ces seules données montre que l'univers en expansion s'accélère, et il est indépendant de toute information de supernova. Le prix Nobel n'a été décerné qu'après cela et de nombreuses autres techniques d'observation ont confirmé les découvertes de la supernova.

Quelque chose manque dans l'univers

Un autre exemple est le fond diffus cosmologique (CMB), qui est la rémanence résiduelle du big bang et est l'une des mesures d'observation les plus précises de l'univers jamais réalisées. Cela montre que l'espace est très proche du plat.

Pendant ce temps, les observations des galaxies montrent qu'il n'y a tout simplement pas assez de matière ou de matière noire dans l'univers pour rendre l'espace plat. Environ 70% de l'univers est manquant.

Ainsi, lorsque les observations de supernovae ont révélé que 70 % de l'univers est composé d'énergie noire, qui a résolu l'écart. Les supernovae ont en fait été mesurées avant le CMB, donc essentiellement prédit que le CMB mesurerait un univers plat, une prédiction qui a été confirmée magnifiquement.

Ainsi, les preuves d'une nouvelle physique intéressante sont maintenant accablantes.

je pourrais continuer, mais tout ce que nous savons jusqu'à présent soutient le modèle dans lequel l'univers accélère. Pour plus de détails, voir cette critique que j'ai écrite sur les preuves de l'énergie noire.

Quelle est cette « énergie noire » ?

L'une des critiques que le nouveau document adresse à la cosmologie standard est que la conclusion selon laquelle l'univers accélère dépend du modèle. C'est assez juste.

Habituellement, les cosmologues prennent soin de dire que nous étudions "l'énergie noire", c'est le nom que nous donnons à ce qui cause l'accélération apparente de l'expansion de l'univers. (Souvent, nous laissons tomber le "apparent" dans cette phrase, mais il est là implicitement.)

« Énergie noire » est un terme générique que nous utilisons pour couvrir de nombreuses possibilités, y compris que l'énergie du vide provoque une accélération, ou que nous avons besoin d'une nouvelle théorie de la gravité, ou même que nous avons mal interprété la relativité générale et avons besoin d'un modèle plus sophistiqué.

La caractéristique clé qui n'est pas contestée est qu'il y a une nouvelle physique significative apparente dans ces données. Il y a quelque chose qui va au-delà de ce que nous savons sur le fonctionnement de l'univers - quelque chose qui doit être expliqué.

Voyons donc ce que le nouveau document a réellement fait. Faire cela, utilisons une analogie.

Marges de mesure

Imaginez que vous conduisez une voiture sur une route limitée à 60 km/h. Vous mesurez votre vitesse à 55km/h, mais votre odomètre contient une certaine incertitude. Vous en tenez compte, et êtes sûr à 99% que vous roulez entre 51 km/h et 59 km/h.

Maintenant, votre ami arrive et analyse vos données légèrement différemment. Elle mesure votre vitesse à 57 km/h. Oui, il est légèrement différent de votre mesure, mais toujours cohérent parce que votre odomètre n'est pas si précis.

Mais maintenant, votre ami dit :« Ha ! Vous n'étiez que légèrement en dessous de la limite de vitesse. Il y a toutes les chances que vous ayez accéléré ! »

En d'autres termes, la réponse n'a pas changé de manière significative, mais l'interprétation donnée dans l'article prend l'extrême de la région autorisée et dit "peut-être que l'extrême est vrai".

Pour ceux qui aiment le détail, la limite des trois écarts types des données de la supernova est assez grande (juste) pour inclure un univers sans accélération. Mais ce n'est que s'il n'y a essentiellement aucune matière dans l'univers et que vous ignorez toutes les autres mesures (voir figure, au dessous de).

Améliorer l'analyse

Ce nouveau journal essaie de faire quelque chose de louable. Il essaie d'améliorer l'analyse statistique des données (pour les commentaires sur leur analyse, voir).

Au fur et à mesure que nous obtenons de plus en plus de données et que l'incertitude sur nos mesures diminue, il devient de plus en plus important de prendre en compte chaque détail.

En réalité, avec le Dark Energy Survey, nous avons trois personnes qui travaillent à plein temps sur les tests et l'amélioration de l'analyse statistique que nous utilisons pour comparer les données de supernova à la théorie.

Nous reconnaissons l'importance d'une meilleure analyse statistique car nous allons bientôt en avoir environ 3, 000 supernovae avec lesquelles mesurer l'accélération beaucoup plus précisément que les découvertes originales, qui n'avait que 52 supernovae entre eux. L'échantillon que ce nouvel article ré-analyse contient 740 supernovae.

Une dernière note sur les conclusions de l'article. Les auteurs suggèrent qu'un univers sans accélération mérite d'être considéré. C'est très bien. Mais toi et moi, La terre, la Voie lactée et toutes les autres galaxies devraient s'attirer gravitationnellement.

Ainsi, un univers qui s'étend à un rythme constant est en fait tout aussi étrange qu'un univers qui accélère. Encore faut-il expliquer pourquoi l'expansion ne ralentit pas à cause de la gravité de tout ce qu'elle contient.

Donc, même si l'affirmation de non-accélération faite dans cet article est vraie, l'explication nécessite encore une nouvelle physique, et la recherche de « l'énergie noire » qui l'explique est tout aussi importante.

Un scepticisme sain est vital dans la recherche. Il y a encore beaucoup de débats sur ce qui cause l'accélération, et si c'est juste une accélération apparente qui survient parce que notre compréhension de la gravité n'est pas encore complète.

En effet, c'est ce que nous, en tant que cosmologistes professionnels, passons toute notre carrière à étudier. Ce sur quoi ce nouveau document et tous les documents précédents s'accordent, c'est qu'il y a quelque chose qui doit être expliqué.

Les données de la supernova montrent qu'il se passe quelque chose de vraiment étrange. La solution pourrait être l'accélération, ou une nouvelle théorie de la gravité. Peu importe ce que c'est, nous continuerons à le rechercher.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.